KR101899614B1 - 도어 가이드 및 밀봉부를 갖는 웨이퍼 컨테이너 - Google Patents

도어 가이드 및 밀봉부를 갖는 웨이퍼 컨테이너 Download PDF

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배리 그레거슨
매튜 에이. 풀러
마이클 에스. 아담스
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

적재 및 과도한 분진 생성으로 인한 과도한 컨테이너 벽 비틀림과 연관된 하나 또는 그 이상의 문제점들을 감소시키거나 경감하는 웨이퍼 컨테이너, 특히 이러한 문제점들은 450 mm 이상의 지름을 가지는 웨이퍼들을 위한 컨테이너들에서 겪는 것이다. 이러한 컨테이너는 컨테이너 표면들의 비틀림을 최소화하기 위해 상기 도어로의 장력 부하의 전달을 가능하게 하는 인터락킹 특성들을 가지는, 도어 및 인클로져를 가진다. 상기 컨테이너는 상기 인터락 특성과 호환가능한 개스킷팅 배치를 포함할 수 있다. 상기 컨테이너는 도어 설치 동안 상기 도어를 중심에 두는 것을 개선하고 또한 분진들을 감소시킬 수 있는 낮은 입자 생성 물질로 만들어지는, 제거가능한 도어 가이드를 포함할 수 있다.

Description

도어 가이드 및 밀봉부를 갖는 웨이퍼 컨테이너{WAFER CONTAINER WITH DOOR GUIDE AND SEAL}
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 민감한 기판용 컨테이너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이러한 컨테이너의 도어와 도어 프레임 인터페이스에 관한 것이다.
본 출원서는 2010년 10월 20일에 출원된 도어 가이드 및 밀봉부를 가진 웨이퍼 컨테이너라는 발명의 명칭을 가진 US 특허 가출원 제 61/394,776호; 2010년 12월 9일에 출원된 도어 가이드 및 밀봉부를 가진 웨이퍼 컨테이너라는 발명의 명칭을 가진 US 특허 가출원 제 61/421,309호; 및 2011년 8월 12일 출원된 도어 가이드들을 가진 웨이퍼 컨테이너라는 발명의 명칭을 가진 US 특허 제 61/523,218호의 이익을 주장하고, 여기에 참조에 의해 전체가 반영된다.
컴퓨터 칩과 같은 집적회로들은 반도체 웨이퍼로부터 제조된다. 이러한 웨이퍼들은 집적회로를 만드는 과정 중에 수 많은 단계들을 거친다. 이는 일반적으로 특수한 장비에 의한 처리를 위해 하나의 작업장소로부터 다른 곳으로 복수의 웨이퍼들을 이송하는 것을 수반한다. 이러한 처리 과정의 일부로서, 웨이퍼들은 다른 공장 또는 사용자에게 이송되기까지 컨테이너들에 일시적으로 저장 또는 선적된다. 이러한 내부 설비와 외부 설비 간 이동은 웨이퍼를 잠재적인 웨이퍼 손상 오염 물질에 노출시킨다. 웨이퍼 상에 오염 물질의 해로운 영향을 줄이기 위하여, 오염 물질의 발생을 최소화하고 웨이퍼를 컨테이너 바깥의 오염물질로부터 격리시키는 특수 컨테이너들이 개발되어 왔다. 이러한 컨테이너들에 공통적인 주요 특징은 이들에 내부의 웨이퍼들로의 접근을 가능케 하며 제거가능한 도어들 또는 덮개들이 마련되어 있다는 것이다.
플라스틱 컨테이너들은 처리 단계들 및 그 사이에서 웨이퍼를 이송하고 저장하기 위해 수십년간 사용되어 왔다. 이러한 컨테이너는 컨테이너를 이송하는 장비/로봇들 뿐만 아니라 처리 장비와 연결되기 위하여 고도로 제어된 오차범위들(tolerances)을 갖는다. 게다가, 이러한 플라스틱 컨테이너에서는 스크류와 같은 금속 잠금장치들(fasteners)은 넣고 뺄 때 입자를 발생시킬 수 있기 때문에 금속 잠금장치들을 사용하지 않고 부착 및 제거 가능한 부품들을 이용하는 것이 바람직하다.
반도체 웨이퍼를 이송 및/또는 저장하기 위한 컨테이너의 추가의, 필요한 또는 바람직한 특징들은 가벼운 무게, 견고함(rigidity), 청결(cleanliness), 제한된 가스 방출, 및 비용 효율이 높은 제조성을 포함한다. 컨테이너가 폐쇄되었을 때, 컨테이너는 밀폐 또는 웨이퍼의 밀폐에 가까운 격리를 제공한다. 간단히 말해서, 이러한 컨테이너는 웨이퍼를 청결하고, 더럽지 않게, 파손 없이 유지할 필요가 있다. 덧붙여, 컨테이너의 상단에 위치한 로봇식 플랜지(robotic flange)에 의해 캐리어를 들어올리는 것을 포함하는 엄격한 로봇식 취급(robotic handling) 하에 캐리어들도 그들의 능력을 유지할 필요가 있다.
전방 개구 웨이퍼 컨테이너는 큰 지름 300 mm 웨이퍼를 이송하고 저장하기 위한 산업 표준이 되고 있다. 이러한 컨테이너에서, 전방 도어는 컨테이너 부분의 도어 프레임 내에 래치될 수 있고, 상기 웨이퍼들이 이를 통해 로봇으로 삽입 및 제거되는 전방 출입 개구부(front access opening)를 폐쇄한다. 상기 컨테이너가 웨이퍼들로 완전히 적재되었을 때, 상기 도어는 컨테이너 부분의 도어 프레임에 삽입되어 이에 래치된다. 안착되었을 때, 상기 도어 상의 쿠션들은 웨이퍼들에 대하여 상측, 하측, 및 내측 제한조건(contraint)을 제공한다.
밀봉부는, 일반적으로 탄성중합체 재료(elastomeric material)의 연속적인 루프 형태로 밀폐되도록 도어의 주변에 고정된다. 일반적으로, 이러한 밀봉부는 도어 둘레의 홈(groove)에 베이스 부분을 삽입 및/또는 밀봉부의 구멍들(holes)을 통해 연장되는 쐐기들(pegs)에 밀봉부를 고정하는 것에 의해 부착된다. 종종 밀봉부 재료의 "루프"는 상기 홈의 둘레보다 작다. 이는 둥글게 된 모서리들에서는 양호한 밀봉 유지력(seal retention)을 제공하지만, 밀봉부의 장력(tension)이 도어의 상단, 하단, 및 측면들의 큰 직선 공간들에 있는 홈들에서의 밀봉은 거의 유지하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 웨이퍼 컨테이너들의 개구부들이 더 큰 웨이퍼들을 수용하도록 증가함에 따라 특히 밀봉의 균일성과 일관성 문제에 봉착하게 되었다.
반도체 산업은 더 큰, 450 mm 지름의 웨이퍼들을 이용하는 것으로 이제 이동하고 있다. 더 큰 지름의 웨이퍼들은, 비용 대비 효율은 높지만, 또한 깨지기 쉽고, 무게가 증가하고, 플라스틱으로 만들어진 컨테이너들에 큰 웨이퍼들을 처리하여 보관하는 것과 관련된 현재 발견되지 않은 문제들도 일으킨다. 고르지 않은 밀봉부들로 인한 도어 밀봉 문제들과 컨테이너 표면들의 왜곡(distortion)으로 인한 도어-프레임 인터페이스에 대한 뒤틀림에 따라, 상단, 하단, 측면들, 전방, 및 뒷면의 플라스틱 공간들에 연관된 휨과 관련 문제들이 악화된다.
반도체 웨이퍼들의 크기 증가와 함께, 웨이퍼들 상에 형성된 회로들의 밀도 또한 증가하여, 회로들을 더 작은 입자들과 그 밖의 오염 물질들로부터의 결함에 대해 더욱 민감하게 만든다. 간단히 말하면, 웨이퍼들의 크기가 증가함에 따라, 컨테이너들도 크기가 증가하고, 더 작은 입자들과 그 밖의 오염 물질들에 더욱 민감한 웨이퍼들로 인하여 웨이퍼들을 깨끗하고 오염되지 않게 유지하기 위한 요건들도 더욱 엄격해지고 있다.
분진 발생(particulate generation)과 관련된 종래의 컨테이너들 또는 웨이퍼 처리 장치들은 몇 가지 결함들이 있다. 컨테이너의 작업 중, 덮개 또는 도어는 로봇 및 수동 수단 모두에 의해 여러 번 부착되었다 제거된다. 각 부착과 제거로, 도어 모서리의 부분이 컨테이너의 도어 프레임에 대해 상처가 날 수 있다. 이는 공기로 운반되어 삽입된 웨이퍼 상에 박히는 자유로운 입자의 발생을 가져올 수 있다. 마찬가지로 중요한, 웨이퍼 처리 장치들 또는 컨테이너들의 도어들은 통상적으로 웨이퍼 모서리들을 접촉 및 지지하는 채널들 또는 쿠션들을 포함한다. 바람직하게, 이러한 쿠션들 또는 채널들은 복수의 웨이퍼들을 단단히 유지하기 위해 상기 컨테이너들에서 채널들을 수용하는 웨이퍼와 협력하여 동시에 동작하도록 설계된다. 도어가 도어 프레임 내에서 정확하고 또한 반복적으로 중앙에 있지 못한다면, 과도한 접촉과 상기 도어 쿠션 또는 채널들과 웨이퍼들 사이에서 이어지는 입자 발생이 일어날 수 있다.
또한, 입자 발생의 문제는 도어들과 컨테이너들이 제작되는 프로세스 탓일 수도 있다. 컨테이너들과 도어들은 보통 폴리카보네이트와 같은 플라스틱을 사출성형하여 만들어진다. 이러한 성형에서 내재된 것은 성형된 부분들의 주름(shrinkage)과 뒤틀림(warpage)이다. 플라스틱 사출성형 기술이 고도로 진보하였다 하더라도, 동일한 몰드를 이루는 서로 다른 구성요소들 사이에 개별적인 편차들이 여전히 있다. 약간의 편차들은 컨테이너를 닫는 데 있어 일반적으로 도어의 기능을 손상시키진 않으나, 도어와 도어 프레임 사이의 접촉(그리고 결과로서 생기는 입자 발생)을 증가시킬 정도로 작업 치수들(working dimensions)을 변경시킬 수 있다. 또한 치수 변경들은 정상적인 마모 및 파손의 결과로 금형(die) 그 자체에 의해 발생할 수 있다. 이러한 문제는 도어들과 컨테이너들의 구성요소들의 오차범위가 누적되거나 추가될 때 강조된다.
또 다른 결함은 이러한 웨이퍼 캐리어들이 로봇식으로 열리고 닫히기 때문에 일어난다. 캐리어들은 각각 다르게 설정된 장비의 다양한 조각들에 의해 개방될 수 있다. 또한 이러한 장비는 조정이 되지 않아 마모되고 파손될 수 있다. 이러한 장비는 완벽하게 정렬될 수 없으므로 원치 않는 그리고/또는 과도한 도어-프레임 접촉과, 과도한 마모 및/또는 입자 발생으로 이어진다.
따라서, 웨이퍼 컨테이너에 대해, 특히, 450 mm 지름의 큰 웨이퍼를 위한 컨테이너에 대해 하나 또는 그 이상의 이러한 문제들을 다룰 산업상 요구가 존재한다.
본 발명의 실시예들은 적재 및 과도한 입자 물질 생성으로 인한 과도한 컨테이너 벽 비틀림과 연관된 하나 또는 그 이상의 문제점들을 감소시키거나 또는 경감시키는 웨이퍼 컨테이너를 위한 산업상의 필요에 대해 언급하는데, 특히 이러한 문제점들은 450 mm 지름 이상의 웨이퍼들을 위한 컨테이너들이 겪는 것이다.
일 실시예에 있어서, 큰 지름 웨이퍼들에 적합한 전방 개구 웨이퍼 컨테이너는 둥근 코너들을 가지는 장방형 프레임(rectangular frame)으로 구성되고 형태지어진 탄성중합체 개스킷(elastomeric gasket)을 사용한다. 상기 탄성중합체 물질은 개스킷 보유 프레임 및 도어 하우징 부재 사이에 삽입될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개스킷 보유 프레임은 상기 도어의 내부 면의 실질적인 부분을 커버한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개스킷 보유 프레임은 상기 도어 프레임에 삽입될 때 상기 도어가 완벽히 정렬되지 않으면 가이딩 행위를 제공하기 위해 상기 도어의 둘레 주위로 연장되고 또한 상기 도어 프레임 상에 유사한 구조와 협력하는 도어 가이드 부재를 가지므로, 이로써 구성요소들 사이의 마찰 접촉에 의한 분진 생성을 방해한다. 상기 도어 가이드 부재 및 협력하는 도어 프레임 부분 각각은 서로 협력하고 결합하는, 가늘어지는 표면들(tapered surfaces)을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개스킷 물질은 상대적으로 균일한 두께를 가지는 시트 물질(sheet material)로서 구성된다. 상기 밀봉부의 노출된 첨단(tip)은 상기 인클로져부의 상기 도어 프레임의 측벽을 결합하기 위해 외측으로 연장된다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 개스킷은 상기 개스킷 물질이 성형될 때 상대적으로 균일한 두께가 아니다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개스킷 보유 프레임워크는 웨이퍼 쿠션들과 일체형으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 개스킷 물질은 상기 개스킷 보유 프레임 상에 오버몰딩된다.
일 실시예에 있어서, 상기 밀봉부 및 상기 전방 도어 중간의 상기 웨이퍼 쿠션들의 내부 표면은 상기 개스킷 층에 중첩되는 단일 통합 프레임에 의해 제공되고, 상기 개스킷 물질의 둘레 모서리는 상기 도어 프레임의 내측으로 대면하는 표면에 결합되기 위해 상기 도어로부터 외측으로 방사상으로 돌출된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 전방 개구 웨이퍼 컨테이너를 위한 도어에 있어서, 상기 도어의 둘레는 상기 둘레에 노출되는 3 개의 구별되는 층들을 가진다. 즉, 도어 베이스 부분, 탄성중합체 밀봉부, 및 개스킷 프레임.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 부재는 상기 도어 개구부 주위로 연장된 외곽 홈에 삽입되는 인터락킹 부분(interlocking portion)을 제공한다. 상기 밀봉 부재는 상기 도어에 고정되는 유지 부분(retained portion) 및 상기 유지 부분으로부터 연장되는 외측으로 연장되는 부분을 가지는 몸체 부분을 가진다. 상기 외측으로 연장되는 부분은 L-자형이고 방사상으로 연장되는 부분 및 축상으로 연장되는 부분을 포함할 수 있다. 상기 축상으로 연장되는 부분은 상기 인터락킹 부분을 정의한다. 상기 밀봉 부재(sealing member)는 끝이 없는, 즉 루프 형태일 수 있다. 상기 밀봉 부재는 상기 도어 프레임, 특히 상기 도어 프레임의 중간부분(midportion) 상단 및 중간부분 하단을 고정할 수 있는 도어 프레임 신장 저항 특성들(elongation resistance features)을 가질 수 있어, 상기 컨테이너가 상기 컨테이너 부분의 상단에 의해, 예를 들어 거기에 부착된 로봇식 플랜지에 의해 지지될 때 특히 상기 컨테이너가 웨이퍼들로 적재되어 있을 때 상기 밀봉 부재에 연관된 상기 도어는 상기 도어 프레임의 수직으로의 신장을 금지한다. 실시예들의 특정 측면들은, 상기 외측으로 연장되는 부분의 방사상 팽창(radial expansion)에 저항하기 위해 상기 밀봉 부재의 유효 경도계(effective durometer)를 증가시키고 상기 방사상으로 연장되는 부분의 저항을 강화시킬 수 있는 둘레 장력(circumferential tension) 하에 있는 밀봉 부재를 포함할 수 있다. 이러한 방사상 팽창은 상기 컨테이너 부분으로부터 멀어지는 소정의 방향으로 상측으로 회전하는 축상으로 연장되는 부분에 의해 발생할 수 있다. 단단한 정지부(rigid stop)가 상기 회전을 막거나 감소시키기 위해 상기 연장된 부분의 상기 컨테이너 부분 측에 대향하여 위치될 수 있다. 비탄성중합체 품질(non elastomeric quality) 또는 상기 탄성중합체 밀봉부의 몸체 부분보다 덜 탄성중합체적인 특성의 물질의 각 있는 스트립(angled strip)은, 상기 도어 프레임 내의 신장 스트레스들에 의해 야기되는 상기 컨테이너 부분으로부터 멀어지는 방향으로 상측으로의 회전을 막을 때 상기 축상으로 연장된 부분을 더 보조하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 개스킷 보유 프레임워크는 또한 상기 "z" 방향으로 돌출된 돌출부를 가지고 상기 돌출부의 내부 표면 상에 가늘어지는 부분(taper)를 가지는 상기 도어의 둘레 주위로 연장되는 프레임 형태 유지기(retainer) 및 둘레 도어 가이드(peripheral door guide)를 형성한다. 상기 둘레 도어 가이드는 상기 도어 프레임 상의 일치하는 가늘어지는 표면을 가지는, 대응하는 일반적으로 v-자형 홈에 결합되도록 구성된다.
일 실시예에 있어서, 반도체 웨이퍼 캐리어는 웨이퍼들의 삽입 및 제거를 위한 개구부를 정의하는 도어 프레임을 갖는 인클로져, 상기 개구부를 폐쇄하고 밀봉하기 위한 도어, 및 상기 도어와 상기 인클로져 사이의 인터페이스를 제어하기 위해 분리적으로 형성된 도어 가이드들을 가진다. 몇몇의 실시예들에 있어서, 상기 도어 가이드들 각각은 상기 도어의 둘레를 따라 연장되는 긴 부재들(elongate members)을 포함하는데, 상기 도어들의 1, 2, 또는 4 둘레 측면 표면들 상에 중앙에 위치된다. 각각은 위치(locating), 즉 "x" 및 "y" 방향들에 있어서 위치 기능들을 제공한다(("z" 방향은 상기 도어가 상기 도어 프레임에 삽입 및 제거되는 방향임).
일 실시예에 있어서, 상기 도어 가이드들은 상기 도어 프레임 안의 슬롯에 꼭 맞는, 둘레로 연장되는 길고 얇은 립(rib)을 가진다. 도어 가이드 각각은 상기 모서리를 위치시키는 가이드를 제공하기 위해 경사지는 U 렉들을 가지는, U-자형 개구부를 가지고, 상기 도어가 상기 도어 프레임에 삽입될 때 및 그 전에 상기 U는 상기 인클로져를 향해 "z" 방향으로 내측으로 대면하고 도어 프레임을 인클로져한다. 상기 슬롯에 꼭 맞는 립은 안착, 즉 상기 도어 프레임에 접촉하여 결합될 수 있거나 또는 분리되어 상기 도어 프레임과 직접 접촉하지 않을 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 도어는 수직 및 수평 중앙선(centerline)을 가지고, 도어 가이드는 상기 도어 중앙선 주위에 중심을 두고 상단 둘레 측면 상에 위치된다. 도어 가이드는 유사하게 상기 측면 둘레 측면들 및 상기 하단 둘레 측면 상에 위치될 수 있는데, 각각은 상기 개별적인 도어 중앙선 주위에 중심을 둔다. 각각의 도어 가이드는 2 개의 위치 부분들을 가질 수 있고 그 각각은 x 및 y 방향들에 상기 도어를 위치시키기 위해 가이드 표면들을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 각각의 도어 가이드는 걸쇠(detent), 예를 들어 상기 도어 프레임 안의 슬롯에 결합되는 혀 모양의 걸쇠(toungue shaped detent)를 가질 수 있다. 각각의 도어 가이드는 2 개의 걸쇠들을 가질 수 있다. 나아가, 각각의 도어 가이드는 상기 도어 프레임 상에서 돌출부들을 결합하기 위한 수용기들을 가질 수 있거나 그 역도 마찬가지다. 상기 돌출부들 및 수용기들은 한정되고 가이드되는 잠금 위치(locking position)를 제공하기 위해 쐐기 형태(wedge shaped)일 수 있다. 그러므로, 실시예들에 있어서, 상기 가이드는 상기 도어의 둘레 모서리를 따라 연장되고 분리된 잠금장치들(fasteners) 없이 부착된다.
일 실시예에 있어서, 상기 가이드들은 아세탈 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)을 포함하는 혼합물로부터 형성된다. 이 물질들은 도어-모서리와 도어-프레임 결합 동안 입자 생성을 최소화하는 이 맥락에서, 바람직한 낮은 입자 생성 특성들을 가진 듯하다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 가이드들은 상기 도어들보다는 또는 이에 더하여 상기 도어 프레임들에 부착될 수 있다. 상기 가이드들이 상기 도어 및 도어 프레임 양자에 부착될 때, 상기 가이드들은 오프셋 또는 면대면 협력 관계(face to face cooerating relation)로 부착될 수 있다. 이 가이드들은 미국특허 제 6,206,196호 및 제 6,464,081호에 개시된 바와 같은 코너 가이드들이 있든 없든 사용될 수 있고, 양자는 참조로서 여기에 반영된다.
일 실시예에 따르면, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너는, 상단벽, 하단벽, 한 쌍의 측면벽들, 뒷벽 및 상기 뒷벽에 대향하는 도어 프레임을 포함하는 인클로져부; 및 상기 전방 개구부를 폐쇄하기 위해 상기 도어 프레임 안에 제거가능하게 수용되는 도어를 포함하고, 상기 도어 프레임은 전방 개구부를 정의하고, 상기 도어 프레임은 복수의 도어 프레임 코너들을 형성하는 복수의 교차 측벽들을 가지고, 각각의 측벽은 도어 프레임 코너들에 인접하여 중간의 경사부(ramped portion)을 정의하고, 상기 도어는 복수의 교차 둘레 면들을 나타내는 몸체 부분을 포함한다. 상기 컨테이너는 복수의 도어 가이드들을 더 포함하고, 각각의 도어 가이드는 상기 둘레 면들 중 분리된 하나에 배치되어, 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 각각의 도어 가이드가 상기 도어 프레임의 상기 경사부들 중 분리된 하나에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 도어 프레임은 각각의 경사부으로부터 내측에 외측으로 대면하는 홈을 정의하고 상기 전방 개구부의 전방 모서리에 평행하게 연장될 수 있다. 상기 각각의 도어 가이드는 모서리를 정의하고, 상기 도어 가이드의 모서리는 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어를 상기 인클로져부에 인터락하기 위해 상기 홈 안에 결합될 수 있다. 상기 홈은 일반적으로 v-자형이고 결합 표면을 나타내고, 또한 상기 도어 가이드의 모서리는 순응하여 배치되는 결합 표면을 가져서, 상기 도어 가이드의 상기 모서리가 상기 홈 내에 수용될 때 상기 홈의 상기 결합 표면에 맞설 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 몸체 부분의 상기 복수의 둘레 면들 각각은 도어 가이드 홈을 정의하고, 또한 상기 도어 가이드들 중 분리된 하나는 상기 도어 가이드 홈들 각각에 수용된다. 상기 도어 가이드들 각각은 적어도 하나의 결합 구조를 가지고, 상기 적어도 하나의 결합 구조는 상기 도어 가이드 홈 안의 대응하는 결합 구조에 의해 수용된다. 상기 적어도 하나의 결합 구조는 결합 탭(engagement tab)이고, 상기 대응하는 결합 구조는 구멍(aperture)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도어는 상기 도어의 둘레 주위로 연장되는 탄성중합체적 밀봉부를 포함할 수 있고, 상기 탄성중합체적 밀봉부는 상기 도어가 상기 인클로져부을 밀봉하기 위해 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어 프레임 상의 구조에 결합된다. 상기 컨테이너는 또한 상기 도어의 뒷면 상에 배치되는 웨이퍼 쿠션을 더 포함할 수 있다. 상기 도어 가이드는 낮은 입자 생성 물질(low particle generating material)로부터 만들어질 수 있는데, 이것은 아세탈 또는 PBT일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너는 상단벽, 하단벽, 한 쌍의 측면벽들, 뒷벽 및 상기 뒷벽에 대향하는 도어 프레임을 포함하는 인클로져부를 포함한다. 상기 도어 프레임은 전방 개구부를 정의하고, 상기 도어 프레임은 상기 도어 프레임의 전방 모서리에 평행한 상기 도어 프레임의 내부 둘레 주위로 연장된 앞쪽으로 대면하는 홈을 정의한다. 도어는 상기 전방 개구부를 폐쇄하기 위해 상기 도어 프레임 안에 제거가능하게 수용된다. 상기 도어는 뒷면 및 상기 뒷면 상에 배치되는 개스킷 조립체를 나타내는 몸체 부분을 포함한다. 상기 개스킷 조립체는 개스킷 프레임 및 개스킷을 포함한다. 상기 개스킷 프레임은 상기 도어의 둘레 주위로 연장된 긴 돌출부를 정의하고, 상기 개스킷은 상기 개스킷 프레임과 상기 몸체 부분 사이에 유지된다. 상기 개스킷은 측면으로 돌출된 밀봉 부분을 포함한다. 상기 개스킷 프레임의 돌출부는 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어를 상기 도어 프레임에 인터락하기 위해 상기 도어 프레임의 상기 홈 내에 수용되고, 또한 상기 개스킷의 상기 측면으로 돌출된 부분은 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어 프레임의 측벽에 대하여 결합되고 밀봉한다. 일 실시예에 있어서, 상기 개스킷 조립체는 일체형으로 형성된 웨이퍼 쿠션을 포함한다. 몇몇의 실시예들에 있어서, 상기 개스킷 조립체는 실질적으로 상기 도어의 상기 몸체 부분의 전체 뒷면을 커버한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 개스킷은 상기 개스킷 프레임 상에 오버몰딩된다.
일 실시예에 있어서, 상기 앞쪽으로 대면하는 홈은 일반적으로 v-자형이고 결합 표면을 나타내고, 또한 상기 개스킷 조립체의 돌출부는 순응적으로 배치되는 결합 표면을 가져서 상기 돌출부가 상기 홈 내에 수용될 때 상기 홈의 상기 결합 표면에 맞선다.
다른 실시예에 있어서, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너는, 상단벽, 하단벽, 한 쌍의 측면벽들, 뒷벽 및 상기 뒷벽에 대향하는 정방형의 도어 프레임을 포함하는 인클로져부을 포함하고, 상기 도어 프레임은 전방 개구부를 정의하고, 상기 도어 프레임은 상기 정방형의 도어 프레임 코너들 사이에서 연장되는 측벽들에 의해 정의되고, 각각의 측벽은 코너들에 인접하여 중간의 경사부를 정의한다. 정방형 도어는 상기 전방 개구부를 폐쇄하기 위해 상기 도어 프레임 안에 제거가능하게 수용되고, 상기 도어는 4 개의 교차 둘레 면들을 나타내는 몸체 부분을 포함한다. 상기 컨테이너는 복수의 도어 가이드들을 더 포함하고, 각각의 도어 가이드는 상기 둘레 면들 중 분리된 하나에 배치되어, 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 각각의 도어 가이드가 상기 도어 프레임의 상기 경사부들 중 분리된 하나에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 도어 프레임은 각각의 경사부으로부터 내측에 외측으로 대면하는 홈을 정의하고 상기 전방 개구부의 전방 모서리에 평행하게 연장된다. 각각의 도어 가이드는 결합 구조를 정의하고, 상기 도어 가이드의 결합 구조는 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어를 상기 인클로져부에 인터락하기 위해 상기 홈 안에 결합된다. 몇몇의 실시예들에 있어서, 상기 홈은 일반적으로 v-자형이고 결합 표면을 나타내고, 또한 상기 도어 가이드의 결합 구조는 순응하여 배치되는 결합 표면을 가져서, 상기 도어 가이드의 상기 결합 구조가 상기 홈 내에 수용될 때 상기 홈의 상기 결합 표면에 맞선다. 몇몇의 실시예들에 있어서, 상기 몸체 부분의 상기 복수의 둘레 면들 각각은 도어 가이드 홈을 정의하고, 또한 상기 도어 가이드들 중 분리된 하나는 상기 도어 가이드 홈들 각각에 수용된다. 상기 도어 가이드들 각각은 적어도 하나의 결합 구조를 가지고, 상기 적어도 하나의 결합 구조는 상기 도어 가이드 홈 안의 대응하는 결합 구조에 의해 수용된다.
본 발명의 장점 및 특징은 이것과 상기 도어 베이스 사이에 개스킷 층을 가지는 상기 도어의 도어 프레임 결합 부분을 가지는 것에 의해 충격 흡수 특성이 제공되는 데에 있다. 이것은 상기 래칭 메카니즘들의 작동으로부터와 같은, 상기 컨테이너 부분으로의 충격파들의 전달을 감소시키고, 이러한 충격파들은 그후 상기 컨테이너 부분의 내부 표면들로부터 입자들을 내보낼 수 있다.
본 발명의 장점 및 특징은 상기 개스킷이 z-x 평면 또는 z-y 평면으로 실질적으로 연장된 밀봉 표면에 결합되는 데에 있다. 상기 도어 둘레로부터 연장되는 상기 개스킷 덮개(lib)는 밀봉 표면에 실질적으로 보통 결합하기 위해 외측으로 연장된다. 상기 밀봉 무결성(sealing integrity)에 영향을 주는 상기 도어 프레임에 있어서의 약간의 뒤틀림 효과(effect of slight distortions)는 감소된다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 이에 부착되어 또한 그 주위로 연장되는 견고한 스트립 부재 및 탄성 몸체 부재를 포함하는 둘레 밀봉부에 있다. 상기 견고한 스트립 부재는 다른 경도계 경도를 가진다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 루프 형태이고 상기 루프의 길이 주위로 연장되는 스트립 부재 및 탄성 몸체 부재를 포함하는 둘레 밀봉부에 있다. 상기 스트립 부재는 결합 표면을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 상기 도어의 둘레 표면 상에 중심을 두는 제거가능한 도어 가이드들을 가지는 웨이퍼 컨테이너의 도어를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 도어와 도어 프레임 사이의 마찰 접촉에 의해 생성되는 입자들의 양을 감소시키는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 도어 프레임 내에 도어의 중심을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 도어 장착된 쿠션들과 반도체 웨이퍼 모서리들 사이의 마찰 접촉에 의해 생성되는 입자들의 양을 감소시키는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 도어와 도어 프레임 사이의 허용가능한 오차범위를 증가시키는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 가이드들이 도어의 다양한 위치들에 제거가능하게 부착될 수 있다는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 상기 가이드들이 마모에 강한 상대적으로 단단하고 저마찰 물질로부터 제조되는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 상기 컨테이너의 도어와 상기 인클로져부를 인터락킹하는 것에 의해 컨테이너 인클로져 상단, 하단, 측면들, 및/또는 전방의 뒤틀림을 감소시키는 데에 있다.
본 발명의 실시예들의 장점 및 특징은 상기 도어가 상기 인클로져부로부터 제거될 때 상기 컨테이너로 유입되는 공기의 속도를 감소시켜, 상기 인클로져 내부로 입자들이 퍼지는 것을 금지하는 데에 있다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들과 관련하여 아래의 다양한 실시예들에 따른 상세한 설명을 고려하여 더욱 더 완전히 이해될 수 있을 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방-개구 웨이퍼 컨테이너의 분해 전방 등측도이다;
도 2는 도 1의 컨테이너를 위한 전방 도어 조립체의 일 실시예를 도시한 분해 등측도이다;
도 3은 전방 도어 조립체의 다른 실시예를 도시한 분해 등측도이다;
도 4는 인클로져부의 도어 프레임에 맞물리는 전방 도어 조립체를 나타낸 도 1의 컨테이너의 부분 단면도이다;
도 5는 도어 몸체 상의 배치를 위해 등록된 웨이퍼 쿠션 조립체를 도시한, 전방 도어 조립체의 분해도이다;
도 6은 도어의 내측으로 대면하는 표면의 실질적으로 전역에 걸쳐 연장되는 쿠션 물질을 갖는 전방 도어 쿠션 조립체의 등측도이다;
도 7은 도 6의 전방 도어 쿠션 조립체 뒷면의 등측도이다;
도 8은 도어 프레임 삽입의 제1단계에서 전방 도어 조립체와 함께, 전방 도어 조립체와 컨테이너 부분의 모서리를 통해 취한 단면도이다;
도 9은 도어 프레임 삽입의 제2단계에서 전방 도어 조립체와 함께, 도 8에 도시된 전방 도어 조립체와 컨테이너 부분의 모서리를 통해 취한 단면도이다;
도 lO은 도어 프레임에 완전히 안착된 전방 도어 조립체와 함께, 도 8에 도시된 전방 도어 조립체와 컨테이너 부분의 모서리를 통해 취한 단면도이다;
도 11은 도 1의 11-11 부분에서 취한 부분 단면도이다;
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨테이너 부분의 도어 프레임과 맞물리는 도어의 부분 단면도이다;
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전방-개구 웨이퍼 컨테이너의 분해 전방 등측도이다;
도 14는 도 13의 전방-개구 웨이퍼 컨테이너의 조립 전방 등측도이다;
도 15는 도 13의 컨테이너의 도어 프레임의 하단 모서리의 등측도이다;
도 16은 도 13의 웨이퍼 컨테이너의 도어 조립체의 뒷면의 등측도이다;
도 17은 도 16의 도어 조립체의 측면 도어 가이드들 중 하나의 상세도이다;
도 18은 도 16의 도어의 상단 도어 가이드의 상세도이다;
도 19는 도 14의 19-19 부분에서 취한 하단 도어 가이드를 통한 부분 단면도이다;
도 20은 도어 가이드 결합 구멍들을 도시하는 것을 생략한 도어 가이드들과 함께, 도 16의 도어 뒷면의 등측도이다.
도 21은 수용 홈(receiving recess)에서 삽입을 위해 등록된 위치에서 도어 가이드를 도시하는, 도 16의 도어 측면에 대한 부분 등측도이다;
도 22는 도 16의 도어 조립체의 도어 가이드의 내측의 등측도이다;
도 23은 도 22의 도어 가이드의 외측의 등측도이다.
본 발명은 다양한 변형들 및 대안 형태들로 수정될 수 있지만 그 상세사항들은 도면들에 예시를 통해 도시되고 상세하게 설명될 것이다. 하지만, 본 발명을 설명되는 특정 실시예들에 한정하고자 하는 의도는 아닌 것으로 이해되어야 한다. 그와 반대로, 본 발명의 사상 및 범위 안에 포함되는 모든 변형물들, 균등물들, 및 대체물들을 커버하고자 하는 것이다.
이 출원서의 목적들을 위하여, 상대적인 방향은 "x" 및 "y" 및 "z" 방향들이라는 용어로 설명될 것이고, 컨테이너의 부분들에 대한 이러한 지정들은 도 1, 도 13 및 도 14의 일부로서 제공된 방향키에 따르도록 의도된다.
이제 도 1을 참조하면, 전방 개구 웨이퍼 컨테이너(20)는 일반적으로 인클로져부(enclosure portion, 22)와 전방 도어(24)를 포함한다. 인클로져부(22)는 일반적으로 상단 벽(top wall, 26), 하단 벽(bottom wall, 27), 측벽들(side walls, 28, 30), 뒷벽(back wall, 32), 및 전방 개구부(front opening, 36)를 정의하는 도어 프레임(34)을 포함한다. 추가로, 래치 볼트 홈(latch bolt recess, 56)이 도어 프레임(34)의 상단측(42)와 하단측(46) 각각에 정의된다. 각 래치 볼트 홈(56)은 융기부(raised portion, 58)에 의해 둘러싸여 있다. 외측으로 대면하는 인터락 홈(interlock groove, 55)은 도어 프레임(34)의 안쪽 모서리(57)에 정의된다. 웨이퍼 지지 구조(60)는 복수의 슬롯들(62)에 웨이퍼를 수용하기 위하여 인클로져부(22) 안에 마련될 수 있다. 공지된 로봇식 리프팅 플랜지(64)와 운동학적 연결장치(kinematic coupling, 66)가 인클로져부(22)의 각 상단 및 하단 외부 표면들에 마련될 수 있다.
전방 도어(24)는 일반적으로 뒷면(70), 전면(72), 상단 둘레 면(74), 측면 둘레 면들(76, 78), 및 하단 둘레 면(80)을 제공하는 몸체부(68)를 포함한다. 한 쌍의 래치 홈(미도시)은 전면(72)에 정의되어, 전면 패널(82)에 의해 가려진다. 각 래치 홈은 래칭 메커니즘(미도시)을 수용하고, 도어 프레임(34)에 전방 도어(24)를 고정시키기 위하여 컨테이너 부분(22)의 래치 볼트 홈(56)에 맞물리는 래치 볼트(86)를 선택적으로 연장 또는 후퇴하도록 전면 패널(82)의 열쇠 구멍들(84)을 통해 삽입가능한 열쇠에 의해 작동가능하다. 래치 메커니즘들은 일반적으로 이 출원서의 출원인에 의해 소유되고 여기에 참조로써 모두 반영되는, 미국 등록특허 제 4,995,430호; 제 7,182,203호; 또는 제 7,168,587호에 개시된 바와 같이 구성된다.
도 2에 도시된 일 실시예에 따르면, 전방 도어(24)는 복수의 웨이퍼 결합 부분(90)이 마련된 웨이퍼 쿠션(88)을 갖는 웨이퍼 쿠션 부재(87)를 포함한다. 웨이퍼 쿠션 부재(87)은 두 개 사이에 삽입되는 개스킷 부재(92)를 갖는 몸체부(68)의 뒷면(70)에 위치한다. 특히, 웨이퍼 쿠션 부재(87)는 도시된 실시예에서 실질적으로 뒷면의 전부를 덮는다. 웨이퍼 쿠션(88)은 도어의 상단으로부터 하단까지 연장되고 몸체부(68)에 형성된 홈(92)에 수용되며, 도어의 좌측과 우측을 기준으로 중앙에 위치한다. 상기 홈은 홈(92)의 가장 깊은 부분이 수직 중앙선을 따라 연장되는, 다양한 깊이를 갖는다. 웨이퍼 쿠션 부재(87)는 그 전체 둘레 주변에 전방으로 돌출된 덮개(lip, 89)를 정의한다.
도 3을 참조하면, 전방 도어(24)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 개스킷 프레임 조립체(94)는 일반적으로 개스킷 프레임(96)과 개스킷(98)을 포함한다. 개스킷(98)은 도시된 바와 같이 개스킷 프레임(96)으로부터 별도로 형성되거나, 흔히 알려진 오버몰드(over-mold) 기술로 개스킷 프레임(96) 상에 덧씌워 성형될 수 있다. 개스킷 프레임(96)은 그 전체 둘레 주변에 전방으로 돌출된 덮개(97)를 정의한다. 웨이퍼 쿠션 부재(100)는 개스킷 프레임 조립체(94)로부터 분리되어, 복수의 웨이퍼 결합 부분들(90)을 갖는 웨이퍼 쿠션(88)을 포함한다. 웨이퍼 쿠션 부재(100)는 개스킷 프레임 조립체(94)와 몸체부(68) 사이에 끼워진다. 다시, 웨이퍼 쿠션(88)은 몸체부(68)에 형성된 홈(92)에 수용된다.
도 4는 부분 단면도로서 도어 프레임(34)에 완전히 맞물린 전방 도어(24)를 도시한다. 웨이퍼 쿠션 부재(87)의 전방으로 돌출된 덮개(89)는 도어 프레임(34)의 일반적으로 v-자형 인터락 홈(55)에 수용되고, 덮개(89)의 경사진 결합 표면(89a)과 인터락 홈(55)의 경사진 결합 표면(55a)은 인접한다. 웨이퍼 쿠션 부재(87)와 몸체부(68) 사이에 끼인 개스킷 부재(92)는 측면으로 돌출된 덮개(204)를 포함하는 돌출부(202)를 가진다. 상기 덮개(204)는 도어 프레임(34)의 측벽(205)과 맞물려 밀봉한다. 웨이퍼 쿠션 부재(87)의 내측으로 대면하는 표면(206)은 몸체부(68)의 외측으로 대면하는 표면(208)으로부터 약간 다른 각도로 기울어져 개스킷 부재(92)를 가압(compress)할 수 있고, 개스킷 부재(92)를 제자리에 더 잘 고정시키고 개스킷 부재(92)의 어떠한 미끄러짐 또는 이탈을 방지하기 위하여 단속하는 힘(clamping force)을 제공할 수 있음을 알 수 있다.
경사면(55a)과 경사면(89a)의 인접한 결합은 상단 벽(26), 하단 벽(27), 측벽들(28,30), 도어 프레임(34), 및 전방 도어(24)의 바깥 쪽 비틀림을 방지하도록 전방 도어(24)와 컨테이너 부분(22) 사이의 인터락을 형성함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 컨테이너(20)에 웨이퍼가 적재되어 로봇식 리프팅 플랜지(64)로 들어올려질 때, 웨이퍼의 무게가 상단 벽(26)과 하단 벽(27)을 서로 멀어지게 하는, 특히 전방 개구(36)에 비틀림을 야기시키는 힘을 가할 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 도어 프레임(34)에 맞물린 전방 도어(24)와 함께, 인터락 홈(55)에서 웨이퍼 쿠션 부재(87)의 전방으로 돌출된 덮개(89)의 결합은 도어(24)에 장력을 주어 상단 벽(26)과 하단 벽(27)의 비틀림을 저지한다.
도 8 내지 도 10은 도어 프레임(34)의 결합의 연속적인 단계들에서 전방 도어(24)를 도시한다. 도 8에서, 전방 도어(24)는 도어 프레임(34)의 바깥쪽 모서리(54) 내부에 개스킷 부재(92)의 돌출부(202)를 갖는 도어 프레임(34)에 등록된다. 전방 도어(24)가 도 9에 도시된 바와 같이 도어 프레임(34)으로 나아감에 따라, 웨이퍼(210)의 앞선 모서리들이 웨이퍼 결합 부분(90)의 하부 경사 표면들(212)과 맞물려, 웨이퍼가 위측으로 올라타게 한다. 돌출부(202)가 도어 프레임(34)의 측벽(205)과 맞물리기 시작한다. 도 10에서, 전방 도어(24)가 도어 프레임(34)에 완전히 맞물리게 됨에 따라, 웨이퍼(210)의 모서리들이 v-자형 웨이퍼 결합 부분들(90)에 안착한다. 웨이퍼 쿠션 부재(87)의 전방으로 돌출된 덮개(89)는 덮개(89)의 경사면(89a)이 인터락 홈(55)의 경사면(55a)과 인접하게 인터락 홈(55)에 수용된다. 덮개(204)가 도어 프레임(34)의 측벽(205)에 대해 맞물려 밀봉함으로써, 인클로져부(22)의 내부와 웨이퍼들(210)을 외부의 오염 물질들로부터 밀봉한다.
도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 쿠션 부재(87)는 웨이퍼 쿠션 부재(87) 상의 대응하는 후크들(216)과 맞물리는 측면 둘레 면들(76, 78) 각각에 가까운 뒷면(70)에 위치한 복수의 결합 구조들(214)을 갖는 몸체부(68)의 뒷면(70)에 고정될 수 있다. 원한다면, 추가의 결합 구조들(218)이 웨이퍼 쿠션 부재(87) 상에 대응하여 위치한 후크와 맞물릴 수 있는 뒷면(70)의 측면 중간점(midpoint)에 가깝게 마련되어, 웨이퍼 쿠션 부재(87)를 제자리에 더 확실히 고정할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들에 따른 웨이퍼 쿠션 부재(87)의 또 다른 장점은 도 2와 도 11에 도시되어 있다. 웨이퍼 쿠션(88)의 각 웨이퍼 결합 부분(90)은 탄력적이어서 웨이퍼가 완전히 맞물렸을 때 스프링 역할을 하여, 웨이퍼를 제자리에 잡아두고 물리적인 충력에 대하여 웨이퍼의 충격을 완화하기 위하여 각 웨이퍼에 제한된 힘을 가한다. 도시된 실시예에 따르면, 각 웨이퍼 결합 부분(90)은 바깥쪽으로 치우친 모서리에 가까운 경사진 돌출부(220)를 갖는다. 이 경사진 돌출부(220)는 웨이퍼 쿠션 부재(87)가 몸체부(68)에 배치될 때 전방 도어(24)의 래치 메커니즘들(222)에 가깝게 배치된다. 경사진 돌출부(220)의 상단측은 전방 도어(24)가 도어 프레임(34)으로 나아감에 따라 웨이퍼들(210)에 대한 제1접촉지점이 된다. 각 웨이퍼(210)에 의해 웨이퍼 결합 부분(90)에 더 많은 힘이 인가됨에 따라, 웨이퍼 결합 부분(90)은 편향된다. 초기 접촉이 경사진 돌출부들(220)에서 일어나므로, 웨이퍼 결합 부분(90)의 스프링 동작에 의해 인가되는 힘으로 인해 더 많은 쿠션 적재가 래치 메커니즘들(222)을 따라 몸체부(68)에 적용되며, 여기서 전방 도어(24)는 래치 볼트 홈들(56)에서 래치 볼트들(86)의 결합으로 인한 바깥쪽 비틀림을 더욱 잘 저지할 수 있다. 결과적으로, 쿠션 적재로부터 컨테이너(20)의 찌그러짐은 상대적으로 최소화된다. 다른 실시예로, 웨이퍼들(210)의 경사진 돌출부(220)의 하단 모서리와의 초기 접촉의 제1지점은 동일한 효과를 냄을 알 수 있을 것이다.
소정의 실시예들의 또 다른 장점은 각각의 상기 래치 볼트 홈들(56)의 주변에 융기부들(58)에 의해 제공된다. 이러한 융기부들(58)은, 전방 도어(24)가 도어 프레임(34)과 이격될 수 있게, 특히, 바깥쪽 모서리(35)에서, 도어 프레임(34)의 측벽(205)의 약간 바깥쪽 경사와 결합된다. 사용 중, 전방 도어(24)가 제거되어 도어 프레임(34)에서 대체되었을 때, 밀폐 밀봉부로 인하여 인클로져부(22) 내부로 향하는 공기의 이동이 있을 수 있다. 전방 도어(24)를 도어 프레임(34)으로부터 더 멀리 이격시킴으로써 마련되는 더 큰 간격은 공기의 속도를 그렇지 않은 경우로부터 낮추어, 이로써 분진들이 공기에 이끌려 인클로져부(22)으로 이동하여 웨이퍼들 내부를 오염시킬 가능성을 낮춘다. 그리고, 상기 융기부(58)는 걸림 위치들에서 전방 도어(24)와 도어 프레임(34) 사이의 간격을 최소화하여, 래치 볼트 홈들(56)에 맞물렸을 때 래치 볼트들(86)의 지지되지 않은 길이를 최소화하고, "z" 방향으로 전방 도어(24)의 가능한 비틀림을 줄인다.
도 12를 참조하면, 컨테이너 부분(106)의 도어 프레임(104)에 맞물린 전방 도어(102)를 갖는 다른 실시예가 도시되어 있다. 래치 부재들(108)은 연장되었다가 도어 프레임(104) 상의 수용부(109)로 후퇴되어 상기 도어를 상기 도어 프레임 상에 착탈가능하게 고정시킨다. 밀봉 부재(110) 또는 개스킷은 상기 도어의 프레임 또는 베이스부(117)와 내부 유지 프레임(120) 사이에 끼어있음으로써 유지되는 유지부(111)를 갖는 탄성중합체 몸체(113)를 포함한다. 탄성중합체 몸체(113) 또한 유지되지 않고 바깥쪽으로 연장된 부분(112)을 포함한다. 바깥쪽으로 연장된 부분(112)은 방사상으로 연장된 부분(116)과 축상으로 연장된 부분(114)을 포함한다. 밀봉부의 측면에 위치한 컨테이너 부분은 다른 재료, 바람직하게는 비탄성중합체인 중합체 재료로 이루어지는 스트립 부분(130)으로, 방사상으로 내부 유지 프레임으로부터 바깥쪽으로 연장되며, 탄성중합체 개스킷(110) 내측으로 대면하는 (컨테이너 부분을 향하는) 수직 면(136)에 부착되고, 그후 홈(144)에 삽입을 위한 탄성중합체 개스킷의 기울어진 안쪽 면(140)에 안쪽으로 기울어져 부착된다. 상기 스트립 부분은 상기 탄성중합체 몸체부보다는 상기 도어와 주로 또는 배타적으로 접촉하는 도어 프레임 결합 부분을 형성할 수 있다. 상기 도어 프레임 결합 스트립 부분(130)은 상기 도어 프레임의 내부 경계 주변에 에둘러 연장되고 상기 도어 프레임(104)의 바깥쪽으로 연장된 경사진 돌출부(148)와 맞물린다. 도시된 바와 같이, 상기 스트립 부분은 맞물리는 상기 도어 프레임의 모양과 일치할 수 있다. 상기 탄성중합체 몸체와 상기 도어 프레임 결합 스트립 부분은 밀봉부(150)를 형성한다. 상기 도어 프레임 결합 스트립 부분은 고분자 재료의 견고하고 탄력있는 띠로부터 형성되거나, 바람직하게는 도어 주변에 끊김 없이 연장되어 탄성중합체 개스킷 물질에 오버몰딩에 의해 부착된다. 상기 결합 스트립 부분이 상기 도어와 상기 밀봉부의 완전한 결합을 형성하거나, 또는 상기 탄성중합체 개스킷의 부분은 직접 접촉 및 밀봉한다. 이에 따라 상기 결합 스트립 부분은 상기 탄성중합체 개스킷 물질과 비교하여 상기 도어의 보다 쉬운 제거를 위해 도어 프레임에 대해 약하게 부착되는 밀봉 결합을 제공한다.
도 12 또한 내부 유지 프레임(120)과 상기 도어의 베이스부(117) 사이에 개스킷(111)의 고정에 대한 추가 실시예를 도시한다. 상기 프레임(120)은 밀봉 부재(110)를 갖는 상기 도어 베이스부(117)의 내부로 연장된 (컨테이너 부분을 향한) 돌출부(160)에 물리고, 또한 상기 프레임(120)의 홈(164)에서 상기 프레임과 상기 돌출부 사이에 마련되며, 또한 그 안에서 압축되어 있다. 상기 도어의 상단에 대한 단면이 도시되어 있으나, 상기 밀봉 부재, 스트립 부분, 돌출부, 홈과 같은 인터페이스 부품들과 특징들이 상기 도어의 외부 주변 및 상기 도어 프레임의 내부 주변 전체 주위에 연장되는 것이 바람직하다.
웨이퍼 컨테이너(20)의 어떤 또는 모든 부품들은 보통 반도체 웨이퍼들을 위해 이용되는 고분자로부터 일반적으로 사출성형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 물질들은 폴리카보네이트, 플루오로폴리머들, 및 폴리에테르에테르케톤을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 컨테이너(300)가 도 13 내지 도 23에 도시되어 있고, 일반적으로 인클로져부(302)와 도어(304)를 포함한다. 도 13 및 도 14에 도시된 인클로져부(302)는 일반적으로 도어(304)를 수용하기 위한 개구부(318)를 정의하는 인클로져의 전면에 도어 프레임(316), 하단 벽(306), 상단 벽(308), 측벽들(310, 312), 및 뒷벽(314)을 포함한다. 경사부들(320)은 도 13에 주석으로 단 "z" 축 방향으로 바깥쪽 모서리(330)를 향해 각각 경사지면서, 상기 도어 프레임(316) 각각의 측면(322, 324, 326, 328)의 중간점에 가까운 상기 도어 프레임(316)의 내부 둘레 상에 정의된다. 각각의 경사부(320)에 인접하게 그리고 내측으로, 연장된 돌출부(332)는 "z" 축 방향으로 밖으로 연장되어, 상기 도어 프레임(316)의 바깥쪽 모서리(330)에 평행하게 연장되는 일반적으로 v-자형 홈(334)을 정의한다. 이에 더하여, 래치 볼트 홈들(336)은 상기 도어 프레임(316)의 각 하단측(322) 및 상단측(328)에 정의된다. 각 래치 볼트 홈(336)은 융기부(338)에 의해 둘러싸인다. 웨이퍼 지지 구조(미도시)는 상기 구조에서 정의된 복수의 슬롯들에 웨이퍼들(미도시)을 수용하기 위한 인클로져부(302) 내에 마련될 수 있다. 알려진 로봇식 리프팅 플랜지(340) 및 운동학적 연결장치(342)가 인클로져(302)의 상단 및 하단 외부 표면들 각각에 마련될 수 있다.
도 13 내지 도 23에 도시된 도어(304)는 일반적으로 뒷면(346), 전면(348), 상단 둘레 면(350), 측면 둘레 면들(352,354), 및 하단 둘레 면(356)을 나타내는 몸체부(344)를 포함한다. 한 쌍의 래치 홈(미도시)은 전면(348)에 정의되어, 전면 패널(358)에 의해 가려진다. 각 래치 홈은 래치 볼트들(361)을 선택적으로 연장 및 후퇴하게 하기 위해 상기 전면 패널(358)의 열쇠구멍들(360)을 통하여 삽입가능한 열쇠에 의해 동작가능한 래칭 메커니즘(미도시)을 수용한다. 웨이퍼 쿠션(500)이 상기 뒷면(346)에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상단 둘레 면(350), 측면 둘레 면들(352, 354), 및 하단 둘레 면(356) 각각은 도어 가이드 홈(recess, 362)을 정의한다. 상단 둘레 면(350) 및 하단 둘레 면(356)의 홈들(362)은 수직 도어 중심선(346)에 중심을 두는 한편, 측면 둘레 면들(352, 354)의 홈들(362)은 수평 도어 중심선(366)에 중심을 둔다.
각 도어 가이드 홈(362)은 도 20에 도시된 바와 같이, 내부 벽(368), 측벽들(370,372), 및 하단 벽(374)에 의해 형성된다. 그루브(groove, 376)는 각 측벽들(370,372) 및 하단 벽(374)에 형성되어, 상기 홈(362)의 둘레 주변으로 연장된다. 하단 벽(374) 또한 가이드 결합 구멍들(378, 380) 및 중앙 가이드 결합 구멍(379)을 형성한다. 한 쌍의 가이드 탭(382)은 홈(362)의 각 끝 단에 가까운 내부 벽(368)으로부터 바깥쪽으로 연장된다.
몸체부(344) 또한 상기 도어(304)의 각 모서리들(386,388,390,392)에서 모서리 도어 가이드 수용 홈들(384)을 형성한다. 각 홈(384)은 알려진 바와 같은 코너 도어 가이드(미도시)를 수용하여 도어(304)를 도어 프레임(316)에 위치시키는 것을 돕는다.
도어 가이드(394)는 도면들에 도시되어 있고, PBT 또는 아세탈의 혼합물과 같이, 낮은 마찰 계수 및 유리하게 낮은 입자 발생 특성을 갖는 중합체 물질로부터 형성되는 일체형의 긴 몸체부(396)를 일반적으로 포함한다. 탭들(tabs, 398)은 각 단부(400, 402)로부터 바깥쪽을 향해 측면으로 연장된다. 립들(ribs, 404)들은 하단 모서리(406)에 마련되고, 중앙 립(404)은 중앙 위치 탭(central locating tab, 408)을 포함한다. 결합 탭들(410)은 각 단부(400, 402) 가까이에 아래로 연장되고, 걸쇠(412)를 포함한다. 내측(414)은 또한 각 단부(400,402) 가까이에 형성된 쐐기 모양의 돌출부(416)를 가지며, 각 돌출부(416)는 그루브(418)를 정의한다. 상단 모서리(420)는 렉들(legs, 422,424) 사이에서 일반적으로 U-자형의 개구부에 형성된다. U-자형 개구부의 측면들(426)은 도시된 바와 같이 약간 경사져 있다.
도어 가이드들(394) 중 하나는 몸체부(344)의 상단 둘레 면(350), 측면 둘레 면들(352,354), 및 하단 둘레 면(356)의 각 도어 가이드 홈들(362)에 제거가능하게 수용된다. 도어 가이드(394)는 도 21에 도시된 바와 같이 각 그루브들(418)을 가이드 탭(382)들 중 하나로 등록하고, 상기 도어 가이드를 아래로 나아가게 함으로써 삽입된다. 가이드(394)가 아래로 나아감에 따라, 탭들(398)은 각 측벽들(370, 372)에 형성된 상기 그루브(376)에 수용되어 미끄러진다. 일단 가이드(394)가 완전히 삽입되면, 립들(404)은 중앙 가이드 결합 구멍(379)을 통해 연장되는 중앙 위치 탭(408)을 갖는 하단 벽(374)의 홈(376)에 수용된다. 결합 탭들(410)은 가이드 결합 구멍들(378, 380)을 통해 수용되고, 걸쇠(412)는 가이드(394)를 제자리에 고정하도록 하단 벽(374) 뒤에 맞물린다. 제자리에 있는 가이드(394)와 함께, 가이드 표면들(428)은 바깥쪽을 향한다.
도어(304)는 도 13에 도시한 바와 같이 도어 프레임(316)에 의해 형성된 개구부로 도어(304)를 등록함으로써 인클로져부(302)의 도어 프레임(316)에 맞물린다. 도어(304)가 프레임(316)으로 나아감에 따라, 도어 가이드(394)의 가이드 표면들(428)은 상기 도어 프레임(316)의 내부 둘레 상의 경사부들(320)에 맞물려 미끄러진다. 경사부들(320)의 가벼운 경사는 가이드 도어(304)를 원하는 위치에 가도록 돕는다. 게다가, 상기 상단 모서리(420)를 정의하는 U-자형 개구부의 경사진 모서리들(426) 또한 "x" 및 "y" 방향들로 도어 프레임(316)에 도어(304)를 위치시키고 중앙에 놓이도록 돕는다. 도어(304)가 상기 프레임(316)에 일단 완전히 맞물리면, 상기 래치 메커니즘들은 도어(304)를 제자리에 고정시키도록 래치 볼트 홈들(336)로 래치 볼트들(361)을 이동시키도록 작동될 수 있다.
도 19의 단면도에 도시한 바와 같이, 프레임(316)의 완전히 맞물린 위치에서 도어(304)와 함께, 가이드(394)의 상단 모서리(420)가 홈(334)에 맞물린다. 상단 모서리(420)는 홈(334)에 안착, 즉, 접촉 및 결합될 수 있고, 또는 분리 및 직접 접촉하지 않을 수 있다. 도어(304) 상의 홈(431)에 수용된 탄성중합체 개스킷(430)은 상기 컨테이너의 밀폐적인 밀봉을 제공하기 위해 도어 프레임(316) 상의 쇼울더(shoulder, 432)와 맞물린다. 홈(334)에서 가이드(394)의 상단 모서리(420)의 결합은 프레임(316)의 도어(304)를 "인터락"하여, 도어(304)의 의도하지 않은 이탈과, 상기 컨테이너에 대한 기계적 충격들로 인해 생기는 밀폐적인 밀봉의 무결성(integrity)에 손상을 주는 것을 금지할 수 있다. 나아가, 홈(334)에서 경사진 결합 표면(436)과 도어 가이드(394)의 상단 모서리(420)에서 경사진 결합 표면(434)의 인접한 결합은 상단 벽(308), 측벽들(310, 312), 하단 벽(306), 도어 프레임(316), 및 도어(304)의 바깥쪽 비틀림을 저지하면서, 도어(304) 및 컨테이너 부분(302) 사이의 잠금을 형성할 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(300)에 웨이퍼들이 적재되고 로봇식 리프팅 플랜지(340)에 의해 들어올려질 때, 웨이퍼들의 무게는 상단 벽(308) 및 하단 벽(306)이 서로로부터 편향되게 하는 힘을 특히 전방 개구부(318)에서 가할 것이다. 도 19에 도시한 바와 같이 도어 프레임(316)에 맞물린 도어(304)와 함께, 홈(334)에서 도어 가이드(394)의 전방으로 돌출된 상단 모서리(420)의 결합은 도어(304)에 장력을 주어, 상단 벽(308) 및 하단 벽(306)의 비틀림을 저지한다.
더 나아가, 수직 도어 중앙선(364)에 상단 둘레 면(350) 및 하단 둘레 면(356) 상의 도어 가이드(394)의 중앙 배치와 수평 도어 중앙선(366)에 측면 둘레 면들(352,354) 상의 도어 가이드(394)의 중앙 배치는, 이미 알려진 단지 코너 도어 가이드의 경우에 비해 "x", "y" 및 "z" 방향으로 도어(304)를 더 잘 배치 및 위치하도록 하는 역할을 할 것이다. 본 발명의 실시예들에 따른 도어 가이드(394)는 코너 가이드들 없이 홀로 이용되거나 또는 추가의 위치 정확도를 주기 원한다면 코너 가이드들과 결합하여 이용될 수 있다.
소정의 실시예들의 다른 유리한 측면은 각 래치 볼트 홈들(336) 주변의 융기부(338)에 의해 제공된다. 도어 프레임(316)의 측벽(490)의 가벼운 바깥쪽 경사와 결합되는 이러한 융기부(338)는, 도어 프레임(316)으로부터, 특히 바깥쪽 모서리(330)에서, 도어(304)를 이격시킬 수 있다. 사용 중, 도어(304)가 도어 프레임(316)에서 제거되거나 대체되는 경우, 밀폐적인 밀봉으로 인하여 인클로져부(302)의 안쪽으로 향하는 공기의 이동이 있을 수 있다. 도어 프레임(316)으로부터 도어(304)를 더욱 이격시킴으로써 마련되는 큰 간격은 공기의 속도를 그렇지 않은 경우로부터 낮추어, 분진들이 공기에 이끌려 인클로져부(302)로 이동하여 웨이퍼 내부를 오염시킬 가능성을 낮춘다. 그리고, 융기부(338)는 걸림 위치들에서 도어(304)와 도어 프레임(316) 사이의 간격을 최소화하여, 래치 볼트 홈들(336)에 맞물렸을 때 래치 볼트들(361)의 지지되지 않은 길이를 최소화하고, "z" 방향으로 도어(304)의 가능한 비틀림을 줄인다.
전술한 설명은 본 발명의 다양한 실시예들의 온전한 이해를 제공하는 수많은 구체적인 상세사항들을 제공한다. 여기에 설명한 다양한 실시예들은, 일부 또는 모든 이러한 구체적인 상세사항들 없이 실행될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예들에 있어서, 당업자들에게 알려진 부품들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 만드는 것을 피하기 위해 여기에서 구체적으로 설명하지 않았다. 다양한 실시예들의 수많은 특성 및 장점들이 다양한 실시예들의 구조 및 기능의 세부사항과 함께 전술한 설명에 언급되었지만, 이러한 개시는 오직 예시일 뿐임을 알 수 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 다른 실시예들은 본 발명의 원리 및 사상을 채용하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 본 출원서는 본 발명의 어떠한 응용들 또는 변형들을 포함하도록 의도되었다.
본 발명의 청구항들을 해석하기 위한 목적으로, "하기 위한 수단" 또는 "하기 위한 단계"와 같은 특정 용어가 청구항에 언급되어 있지 않는 한 미국 특허법 (35 U.S.C.)의 112조, 6번째 문단은 적용되지 않음은 분명히 의도되었다.

Claims (22)

  1. 상단벽, 하단벽, 한 쌍의 측면벽들, 뒷벽 및 상기 뒷벽에 대향하는 도어 프레임을 포함하고, 상기 도어 프레임은 전방 개구부를 정의하고, 상기 도어 프레임은 복수의 도어 프레임 코너들을 형성하는 복수의 상호 연결된 측벽들을 가지고, 각각의 측벽은 도어 프레임 코너들의 중간에 경사부를 정의하고, 각각의 경사부는 경사면에 연장된 긴 돌출부를 가지고 각각의 경사부의 내측에서 상기 전방 개구부의 외측을 대면하는 홈을 정의하는 인클로져부;
    전방 개구부를 폐쇄하기 위해 상기 도어 프레임 안에 제거가능하게 수용되고, 복수의 도어 코너들을 형성하는 복수의 상호 연결된 둘레 면들을 나타내는 몸체 부분을 포함하는 도어; 및
    복수의 도어 가이드들을 포함하고,
    상기 복수의 도어 가이드들 각각은 상기 둘레 면들의 각각에 배치되고, 각각의 도어 가이드는 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 각 측벽의 각각의 홈에 수용되도록 위치되는 앞쪽으로 돌출된 상부 모서리를 갖는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체 부분의 상기 복수의 둘레 면들 각각은 한 쌍의 도어 가이드 홈을 정의하고, 상기 각각의 도어 가이드는 상기 한 쌍의 도어 가이드 홈들 각각에 수용되는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 도어는 상기 도어의 둘레 주위로 연장되는 탄성적 밀봉부를 포함하고, 상기 탄성적 밀봉은 상기 도어가 상기 인클로져부를 밀봉하기 위해 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어 프레임 상의 구조에 결합되는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 도어의 뒷면 상에 배치되는 웨이퍼 쿠션을 더 포함하는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 도어 가이드는 낮은 입자 생성 물질로부터 만들어지는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  10. 삭제
  11. 상단벽, 하단벽, 한 쌍의 측면벽들, 뒷벽 및 상기 뒷벽에 대향하는 도어 프레임을 포함하는 인클로져부; 및
    전방 개구부를 폐쇄하기 위해 상기 도어 프레임 안에 제거가능하게 수용되는 도어를 포함하고,
    상기 도어 프레임은 전방 개구부를 정의하고, 상기 도어 프레임은 상기 도어 프레임의 전방 모서리에 평행한 상기 도어 프레임의 내부 둘레 주위로 연장된 앞쪽으로 대면하는 홈을 정의하고, 상기 앞쪽으로 대면하는 홈은 결합 표면을 나타내고, 개스킷 조립체의 돌출부는 순응적으로 배치되는 결합 표면을 가져서 상기 돌출부가 상기 홈 내에 수용될 때 상기 홈의 결합 표면에 맞서고,
    상기 도어는 뒷면 및 상기 뒷면 상에 배치되는 개스킷 조립체를 나타내는 몸체 부분을 포함하고, 상기 개스킷 조립체는 개스킷 프레임 및 개스킷을 포함하고, 상기 개스킷 프레임은 상기 도어의 둘레 주위로 연장된 긴 돌출부를 정의하고, 상기 개스킷은 상기 개스킷 프레임과 상기 몸체 부분 사이에 유지되고 측면으로 돌출된 밀봉 부분을 포함하고, 이때 상기 개스킷 프레임의 돌출부는 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어를 상기 도어 프레임에 인터락하기 위해 상기 도어 프레임의 상기 홈 내에 수용되고, 상기 도어 프레임과 상기 도어의 인터락은 인클로져부의 비틀림이 감소되도록 하고, 상기 개스킷의 측면으로 돌출된 부분은 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 도어 프레임의 측벽에 대하여 결합되고 밀봉하는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 개스킷 조립체는 일체형으로 형성된 웨이퍼 쿠션을 포함하는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 개스킷은 상기 개스킷 프레임 상에 오버몰딩되는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 앞쪽으로 대면하는 홈은 v-자형이고 결합 표면을 나타내고, 상기 개스킷 조립체의 돌출부는 순응적으로 배치되는 결합 표면을 가져서 상기 돌출부가 상기 홈 내에 수용될 때 상기 홈의 결합 표면에 맞서는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  16. 상단벽, 하단벽, 한 쌍의 측면벽들, 뒷벽 및 상기 뒷벽에 대향하는 장방형 도어 프레임을 포함하고, 상기 도어 프레임은 전방 개구부를 정의하고, 상기 도어 프레임은 상기 장방형 도어 프레임의 코너들 사이에서 연장되는 측벽들에 의해 정의되고, 각각의 측벽은 경사부를 정의하고 상기 도어 프레임의 2 개의 코너들 사이의 중심에 위치한 홈을 정의하는 각각의 경사부에 연장되는 돌출부를 갖는 인클로져부;
    전방 개구부를 폐쇄하기 위해 상기 도어 프레임 안에 제거가능하게 수용되고, 4 개의 상호 연결된 둘레 면들을 나타내는 몸체 부분을 포함하는 장방형 도어; 및
    복수의 도어 가이드들을 포함하고,
    상기 복수의 도어 가이드들 각각은 상기 둘레면들 각각의 중앙에 배치되어, 상기 도어가 상기 도어 프레임 내에 수용될 때 상기 각각의 도어 가이드들의 앞쪽으로 돌출된 상부 모서리가 상기 도어 프레임의 상기 홈들의 각각에 결합되는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 몸체 부분의 상기 복수의 둘레 면들 각각은 도어 가이드 홈을 정의하고, 상기 복수의 도어 가이드들 각각은 상기 도어 가이드 홈들 각각에 수용되는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 복수의 도어 가이드들 각각은 적어도 하나의 결합 구조를 가지고, 상기 적어도 하나의 결합 구조는 상기 도어 가이드 홈 안의 대응하는 결합 구조에 의해 수용되는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  21. 제 16 항에 있어서, 상기 도어 가이드는 낮은 입자 생성 물질로부터 만들어지는, 반도체 웨이퍼들을 위한 전방 개구 컨테이너.
  22. 삭제
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